KR100990348B1

KR100990348B1 - 스파이럴형 막 엘리먼트 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR100990348B1
Application number: KR1020087022615A
Authority: KR
Inventors: 신이치 지쿠라; 가츠미 이시이; 히데키 마츠다; 마사시 벳푸; 히로키 후지오카; 야스히로 우다
Original assignee: 닛토덴코 가부시키가이샤
Priority date: 2006-03-09
Filing date: 2007-03-07
Publication date: 2010-10-29
Also published as: US20090026130A1; US7998348B2; CN101384341B; US20110266210A1; KR20080097225A; CN101384341A; WO2007102551A1

Abstract

간단한 방법으로 재료의 대폭적인 변경없이 균일한 섬유 보강층을 외주면에 형성할 수 있는 스파이럴형 막 엘리먼트, 및 그 제조 방법을 제공한다. 분리막과 공급측 유로재와 투과측 유로재 (3) 가 적층 상태로 유공의 중심관 (5) 주위에 스파이럴 형상으로 권회된 원통형 권회체 (R) 를 구비함과 함께, 공급측 유체와 투과측 유체의 혼합을 방지하기 위한 밀봉부가 형성되어 있는 스파이럴형 막 엘리먼트에 있어서, 적어도 1 장의 투과측 유로재 (3) 가 외주측으로 연장 또는 연결된 섬유포 (23a) 를 가지고, 그 섬유포 (23a) 가 원통형 권회체 (R) 의 외주에 권회되고, 또한 수지가 함침 경화된 섬유 보강층이 형성되어 있다.

Description

스파이럴형 막 엘리먼트 및 그 제조 방법 {SPIRAL MEMBRANE ELEMENT AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME}

본 발명은, 분리막과 공급측 유로재와 투과측 유로재가 적층 상태로 유공 (有孔) 의 중심관 주위에 스파이럴 형상으로 권회되어 있어 여러 가지 유체 (액체 또는 기체) 중에 존재하는 특정 성분을 분리할 수 있는 스파이럴형 막 엘리먼트, 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

종래, 역침투 여과, 정밀 여과 등에 사용되는 유체 분리 엘리먼트로서, 예를 들어 도 5 에 나타내는 바와 같이, 분리막 (1) 과 공급측 유로재 (2) 와 투과측 유로재 (3) 가 적층 상태로 유공의 중심관 (5) 주위에 스파이럴 형상으로 권회된 원통형 권회체 (R) 를 구비함과 함께, 공급측 유체와 투과측 유체의 혼합을 방지하기 위한 밀봉부 (11 ∼ 13) 가 형성되어 있는 스파이럴형 막 엘리먼트가 알려져 있다.

이 스파이럴형 막 엘리먼트에서는, 공급측 유체 (원수) 가 공급측 유로재 (2) 에 의해 분리막 (1) 표면으로 유도되고, 분리막 (1) 을 투과하여 분리된 후, 투과측 유체 (투과수) 가 투과측 유로재 (3) 를 따라 중심관 (5 ; 집수관) 까지 유도된다. 그리고, 이와 같은 스파이럴형 막 엘리먼트에는 가압 운전시의 내압성 및 형상 유지성을 부여할 목적으로, 외장재로서 섬유 강화 수지 (FRP) 를 외주에 형성하는 경우가 있다 (도시 생략).

이와 같은 스파이럴형 막 엘리먼트는 도 6(a) ∼ (b) 에 나타내는 바와 같이, 일반적으로 분리막 (1) 을 둘로 접은 사이에 공급측 유로재 (2) 를 배치한 것과, 투과측 유로재 (3) 를 중첩하여 공급측 유체와 투과측 유체의 혼합을 방지하는 밀봉부를 형성하기 위해서, 접착제 (4, 6) 를 분리막 주변부 (3 변) 에 위치하는 투과측 유로재 (3) 에 도포하여 분리막 유닛 (U) 을 제작하여, 이 유닛 (U) 의 단수 또는 복수를 중심관 (5) 주위에 스파이럴 형상으로 감고, 추가로 분리막 주변부를 밀봉함으로써 제조된다. 이 예는, 막 리프 (밀봉된 봉투형상 막) 가 복수인 경우이지만, 막 리프가 단수인 경우에도 존재한다.

또, 외장재의 형성은, 통상적으로 중심관에 막 리프를 감아 밀봉 수지를 경화시킨 후에, 원통형 권회체의 외주면에 수지를 함침시킨 글래스 로빙 (glass roving) (글래스 필라멘트의 스트랜드로 이루어지는 집속체) 을 감고, 이것을 경화시켜 FRP 로서 형성하는 방법이 알려져 있다 (예를 들어, 특허 문헌 1 ∼ 2 참조).

그러나, 상기 방법에서는, 막 리프의 권회 및 밀봉 후에 외장재를 형성하기 위해서, 밀봉을 위한 경화 대기 시간에 더하여, 별도로 외장재를 감는 공정 및 경화 공정이 필요하다. 특히, 수지를 함침시킨 글래스 로빙을 감을 때에, 균일한 보강 효과가 얻어지도록 감는 것은 번잡하며 시간이 걸리는 공정이었다. 이 때문에, 상기 방법에서는 제조 공정이 복잡해져 장시간을 필요로 하고, 재료면도 포함하여 비용적으로 불리하였다.

특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 2001-17840호

특허 문헌 2 : 일본 공개특허공보 2000-354742호

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

그래서, 본 발명의 목적은 간단한 방법으로 재료의 대폭적인 변경없이 균일한 섬유 보강층을 외주면에 형성할 수 있는 스파이럴형 막 엘리먼트, 및 그 제조 방법을 제공하는 것에 있다.

과제를 해결하기 위한 수단

상기 목적은 하기와 같은 본 발명에 의해 달성할 수 있다.

본 발명의 스파이럴형 막 엘리먼트는, 분리막과 공급측 유로재와 투과측 유로재가 적층 상태로 유공의 중심관 주위에 스파이럴 형상으로 권회된 원통형 권회체를 구비함과 함께, 공급측 유체와 투과측 유체의 혼합을 방지하기 위한 밀봉부가 형성되어 있는 스파이럴형 막 엘리먼트에 있어서, 적어도 1 장의 투과측 유로재가 외주측으로 연장 또는 연결된 섬유포를 가지고, 그 섬유포가 상기 원통형 권회체의 외주에 권회되고, 또한 수지가 함침 경화된 섬유 보강층이 형성되어 있는 것을 특징로 한다.

본 발명의 스파이럴형 막 엘리먼트에 의하면, 투과측 유로재가 외주측으로 연장 또는 연결된 섬유포를 가지고, 그 섬유포가 상기 원통형 권회체의 외주에 권회되고, 또한 수지가 함침 경화된 섬유 보강층이 형성되어 있기 때문에, 간단한 방법으로 재료의 대폭적인 변경없이 균일한 섬유 보강층을 외주면에 형성할 수 있다. 이 때문에 제조 공정이 간이화되고 제조 시간의 단축이 도모되며, 비용적으로도 유리하게 제조할 수 있다. 본 발명에서는 특히 투과측 유로재가 외주측으로 연장된 섬유포를 갖는 경우에, 보다 간단한 방법으로 재료의 대폭적인 변경없이 스파이럴형 막 엘리먼트를 제조할 수 있다.

상기에 있어서, 상기 섬유 보강층의 내부 또는 내측에는 수지 시트를 권회할 수도 있다. 종래, 섬유 보강 수지의 외부에는 요철이 있기 때문에 표시 라벨을 붙이기 어렵고, 또 원수에 접액하기 때문에 사용 중에 벗겨질 가능성이 있었으나, 본 발명과 같이, 수지 시트 (표시 라벨 등을 포함한다) 를 섬유 보강층의 내부 또는 내측에 권회함으로써, 이와 같은 문제가 생기지 않게 된다.

한편, 본 발명의 스파이럴형 막 엘리먼트의 제조 방법은, 분리막과 공급측 유로재와 투과측 유로재를 적층 상태로 유공의 중심관 주위에 스파이럴 형상으로 권회하여 원통형 권회체를 형성하는 공정과, 공급측 유체와 투과측 유체의 혼합을 방지하기 위한 밀봉부를 형성하는 공정을 구비하는 스파이럴형 막 엘리먼트의 제조 방법에 있어서, 상기 투과측 유로재 중 적어도 1 장의 투과측 유로재로서, 권회의 후단측으로 연장 또는 연결된 섬유포를 가지고, 그 섬유포에 수지가 도포된 것을 사용하여 상기 원통형 권회체를 형성할 때에, 상기 섬유포를 상기 원통형 권회체의 외주에 권회한 후, 상기 수지를 경화시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제조 방법에 의하면, 투과측 유로재로서, 권회의 후단측으로 연장 또는 연결된 섬유포를 가지고, 그 섬유포에 수지가 도포된 것을 사용하기 때문에, 재료의 대폭적인 변경없이 균일한 섬유 보강층을 형성할 수 있다. 또, 원통형 권회체를 형성할 때에, 상기 섬유포의 연장 부분을 상기 원통형 권회체의 외주에 권회한 후, 상기 수지를 경화시키기 때문에, 간단한 방법으로 섬유 보강층을 형성할 수 있어 제조 시간의 단축이 도모되고, 비용적으로도 유리하게 제조할 수 있다.

상기에 있어서, 상기 섬유포의 연장 부분을 권회할 때에, 상기 수지와의 박리성을 갖는 박리 시트와 함께 귄회하여 두고, 상기 수지의 경화 후에 상기 박리 시트를 박리 제거하여, 여분의 연장 부분을 절제하는 것이 바람직하다. 이와 같은 박리 시트를 사용하여 경화 후에 박리 제거함으로써, 섬유 보강층의 외표면에 이물질이 부착되거나 외표면에 요철이 쉽게 생기는 것을 방지할 수 있다.

또, 상기 밀봉부를 형성할 때에 틱소트로피성을 갖는 접착제를 사용하고, 상기 섬유포에 도포하는 수지로서 상기 접착제보다 저점도의 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 밀봉부를 형성하는 수지 (접착제) 는 점성이 높은 수지를 사용하는 것이 바람직하고, 도포시 및 권회 후의 정지 상태에서는 유동하지 않고 형태를 유지하며, 권회시에 있어서는 가압 응력에 대응하여 공극 내에서 확장되는 틱소트로피성을 가짐에 따라, 수지의 결락이 없고 양호한 밀봉부를 형성할 수 있다. 또, 외주에 권회되는 섬유 보강층의 수지가 밀봉부에 사용하는 수지에 비해 점도가 낮으면 유리 섬유 등의 보강재에 대한 함침성이 양호하여 투명성이 향상되고, 제품 라벨의 시인성이 양호해진다.

이와 같은 관점에서, 상기 접착제의 점도가 BH 형 점도계로 #6 로터를 사용하여, 20rpm 의 조건에서 5000 ∼ 100000mPa·s 이고, 상기 섬유포에 도포하는 수지의 점도가 동일한 조건에서 100 ∼ 10000mPa·s 인 것이 바람직하다.

도 1 은, 본 발명의 스파이럴형 막 엘리먼트의 제조 방법의 일례를 나타내는 공정도이다.

도 2 는, 본 발명의 스파이럴형 막 엘리먼트의 제조 방법의 일례를 나타내는 공정도이다.

도 3 은, 본 발명의 스파이럴형 막 엘리먼트의 제조 방법의 일례를 나타내는 공정도이다.

도 4 는, 본 발명의 스파이럴형 막 엘리먼트의 일례를 나타내는 정면도이다.

도 5 는, 종래의 스파이럴형 막 엘리먼트의 제조 방법의 일례를 나타내는 공정도이다.

도 6 은, 종래의 스파이럴형 막 엘리먼트의 일례를 나타내는 부분 파단된 사시도이다.

※부호의 설명※

1 분리막

2 공급측 유로재

3 투과측 유로재

4 접착제

5 중심관

6 접착제

23 섬유포

23a 섬유포 (연장된 부분)

24 수지 시트

25 수지

25' 섬유 보강 수지

26 박리 시트

27 핫 멜트 접착제

R 원통형 권회체

U 분리막 유닛

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 본 발명의 실시형태에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1 ∼ 도 3 은, 본 발명의 스파이럴형 막 엘리먼트의 제조 방법의 일례를 나타내는 공정도이다. 도 4 는, 본 발명의 스파이럴형 막 엘리먼트의 일례를 나타내는 정면도이다.

본 발명의 스파이럴형 막 엘리먼트는 외장재의 형성 방법 및 구조만이 종래의 것과 상이하고, 다른 구조는 상기 서술한 종래의 스파이럴형 막 엘리먼트의 구성을 모두 적용할 수 있다.

따라서, 본 발명의 스파이럴형 막 엘리먼트는 도 5 에 나타내는 바와 같이, 분리막 (1), 공급측 유로재 (2) 및 투과측 유로재 (3) 가 적층 상태로 유공의 중심관 (5) 주위에 스파이럴 형상으로 권회된 원통형 권회체 (R) 를 구비함과 함께, 공급측 유체와 투과측 유체의 혼합을 방지하기 위한 밀봉부가 형성되어 있다. 밀 봉부에는, 예를 들어 양단 밀봉부 (11) 와 외주측 밀봉부 (12) 가 포함되고, 또한 중심관 (5) 주위의 밀봉을 실시하기 위하여, 내주측 밀봉부 (13) 를 형성해도 된다.

본 발명의 스파이럴형 막 엘리먼트는 분리막 (1) 과 공급측 유로재 (2) 와 투과측 유로재 (3) 를 적층 상태로 유공의 중심관 (5) 주위에 스파이럴 형상으로 권회하여 원통형 권회체 (R) 를 형성하는 공정과, 공급측 유체와 투과측 유체의 혼합을 방지하기 위한 밀봉부 (11, 12) 를 형성하는 공정에 의해 제조할 수 있다.

구체적으로는, 먼저 도 1 에 나타내는 공정을 실시함으로써 제조할 수 있다. 도 1 은, 분리막 유닛을 적층하여 권회하기 전 상태를 나타내는 정면도이고, 각각의 분리막 유닛 (U) 은 기본적으로 도 6(a) 에 나타내는 바와 동일하다.

도 6(a) 에 나타내는 바와 같이, 먼저 분리막 (1) 을 둘로 접은 사이에 공급측 유로재 (2) 를 배치한 것과 투과측 유로재 (3) 를 중첩하고, 공급측 유체와 투과측 유체의 혼합을 방지하는 밀봉부를 형성하기 위한 접착제 (4, 6) 를, 투과측 유로재 (3) 의 축 방향 양단부 및 권회 종단부에 도포한 유닛을 준비한다. 이 때, 분리막 (1) 의 접힌 부분에 보호 테이프를 붙여도 된다.

분리막 (1) 에는 역침투막, 한외 여과막, 정밀 여과막, 가스 분리막, 탈가스막 등을 사용할 수 있다. 공급측 유로재 (2) 에는 네트상 재료, 메시상 재료, 홈이 형성된 시트, 파형 (波形) 시트 등을 사용할 수 있다. 투과측 유로재 (3) 에는 부직포, 직포, 편포 등의 섬유포, 네트상 재료, 메시상 재료, 홈이 형성된 시트, 파형 시트 등을 사용할 수 있다.

유공의 중심관 (5) 은 관 주위에 개공을 갖는 것이면 되고, 종래의 것은 어느 것이나 사용할 수 있다. 일반적으로는, 중심관 (5) 은 ABS 수지, 폴리페닐렌에테르 (PPE), 폴리술폰 (PSF) 등의 재질로 형성되고, 그 직경은 막 엘리먼트의 크기에 따라 상이한데, 예를 들어 20 ∼ 100㎜ 이다.

접착제 (4, 6) 로는 우레탄계 접착제, 에폭시계 접착제, 핫 멜트 접착제 등, 종래 공지된 어느 접착제라도 사용할 수 있다. 단, 가열에 의한 경화 반응을 실시하는데 있어서, 우레탄계 접착제, 에폭시계 접착제 등의 열 경화성 수지를 함유하는 접착제가 바람직하다.

특히, 본 발명에서는 양단 밀봉부 (11) 및/또는 외주측 밀봉부 (12) 를 형성할 때에, 틱소트로피성을 갖는 접착제를 사용하는 것이 바람직하다. 밀봉부 (11, 12) 를 형성하는 수지 (접착제) 는 점성이 높은 수지를 사용하는 것이 바람직하여, 도포시 및 권회 후의 정지 상태에서는 유동하지 않고 형태를 유지하고, 권회시에 있어서는 가압 응력에 대응하여 공극 내에서 확산되는 틱소트로피성을 가짐에 따라, 수지의 결락이 없고 양호한 밀봉부를 형성할 수 있다. 틱소트로피성을 갖는 접착제는 우레탄이나 에폭시 수지 등을 사용한 것이 각종 시판되고 있다.

또한, 틱소트로피 (thixotropy) 란, 분산계 용액 등의 상태가 응력에 대해 졸과 겔 사이에서 교체됨으로써 나타나는 현상으로, 겔화되기 쉬운 분산계 용액에서 나타나는 현상이다. 응력이 없는 상태에 있어서는 겔 상태로, 유동성을 나타내지 않지만, 외력이 가해지면 겔 구조의 분자 간력의 일부 또는 전부가 파괴되기 때문에, 졸 상태로 되므로 유동성을 복원한다. 또, 외력이 작용하지 않게 되면 다시 겔 구조가 재생되기 때문에 재차 유동성을 잃는다.

접착제의 점도는 BH 형 점도계로 #6 로터를 사용하여, 20rpm 의 조건에서 5000 ∼ 100000mPa·s 인 것이 바람직하고, 20000 ∼ 50000mPa·s 가 보다 바람직하다. 틱소트로피성을 나타내는 경우, 상이한 응력에서의 점도의 비가 커져, 예를 들어 20rpm 에서의 점도에 대한 2rpm 에서의 점도가 2 배 이상이 되는데, 3 ∼ 7 배인 것이 바람직하다.

다음으로, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 이 분리막 유닛 (U) 의 복수를 적층하고, 유공의 중심관 (5) 주위에 스파이럴 형상으로 권회한다.

본 발명의 스파이럴형 막 엘리먼트는 도 1 ∼ 도 4 에 나타내는 바와 같이, 적어도 1 장의 투과측 유로재 (3) 가 외주측으로 연장 또는 연결된 섬유포 (23a) 를 가지고, 그 섬유포 (23a) 가 원통형 권회체 (R) 의 외주에 권회되고, 또한 수지가 함침 경화된 섬유 보강층 (25') 이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 본 실시형태에서는 1 장의 투과측 유로재 (3) 가 외주측으로 연장된 섬유포 (23a) 를 갖는 섬유포 (23) 로 구성되어 있는 예를 나타낸다.

이와 같은 섬유 보강층 (25') 은 도 1 ∼ 도 4 에 나타내는 바와 같이, 투과측 유로재 (3) 중 적어도 1 장의 투과측 유로재 (3) 로서, 권회된 후단측으로 연장 또는 연결된 섬유포 (23a) 를 가지고, 그 섬유포 (23a) 에 수지가 도포된 것을 사용하여 원통형 권회체 (R) 를 형성할 때에, 섬유포 (23a) 를 원통형 권회체 (R) 의 외주에 권회한 후, 수지를 경화시킴으로써 형성할 수 있다. 본 실시형태에서는 도 1 에 나타내는 바와 같이, 중심관 (5) 에 고착된 투과측 유로재 (3) 가 섬유포 (23) 로 구성되고, 연장된 섬유포 (23a) 를 갖는 예를 나타낸다.

따라서, 도 1 ∼ 도 2 에 나타내는 공정에서는, 장척의 투과측 유로재 (3) 인 섬유포 (23) 의 선단을 중심관 (1) 에 접착 또는 점착 고정시켜 두고, 그 투과측 유로재 (3) 상에서 분리막 유닛 (U) 의 밀봉부에 수지 도포하면서 적재한 후, 중심관 (5) 에 권회하여 원통형 권회체 (R) 를 형성한다.

섬유 보강층 (25') 의 보강상 (지지체) 인 섬유포 (23) 는, 투과측 유로재 (3) 로서 사용하는 경우, PET, PP, PE, PSF, 폴리페닐렌술파이드 (PPS) 등의 재질인 것을 사용할 수 있다. 섬유포 (23) 의 종류로는 부직포, 직포, 편포 등을 들 수 있고, 두께는 0.2 ∼ 1㎜ 가 바람직하다.

섬유포 (23a) 에 도포하는 수지는 원통형 권회체 (R) 의 형성시에 사용하는 폴리우레탄 수지 또는 에폭시 수지를 그대로 사용할 수 있는데, 외장재에 해당하는 섬유 보강층 (25') 에서는 원통형 권회체 (R) 에 사용한 수지에 대해, 수지의 종류를 변경할 수도 있다.

섬유포 (23a) 에 도포하는 수지로는, 밀봉부 (11, 12) 를 형성하는 접착제 (4, 6) 보다 저점도의 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 이로써 유리 섬유 등의 보강재에 대한 함침성이 양호하여 투명성이 향상되고, 제품 라벨의 시인성이 양호해진다.

섬유포 (23a) 에 도포하는 수지의 점도는 BH 형 점도계로 #6 로터를 사용하여, 20rpm 의 조건에서 100 ∼ 10000mPa·s 인 것이 바람직하고, 500 ∼ 7000mPa·s 인 것이 보다 바람직하며, 1000 ∼ 3000mPa·s 인 것이 더욱 바람직하다. 이와 같은 수지로는 폴리우레탄 수지 또는 에폭시 수지 등을 들 수 있다.

상기와 같이, 밀봉부 (11, 12) 를 형성하는 공정에 사용하는 수지와 권회체의 외주를 단단하게 하는 섬유 보강층 (25') 의 수지는, 각각 기능적으로 상이한 수지를 사용하는 것이 바람직하다.

우레탄 수지와 에폭시 수지의 조합은 용도에 따라 조합하는데, 예를 들어 내열성이 요구되는 경우에서는, 밀봉부 (11, 12) 및 섬유 보강층 (25') 의 수지는 에폭시 수지를 함께 사용하는 것이 바람직하다.

분리막 유닛 (U) 을 적층할 때의 수량은 필요로 하는 투과 유량에 따라 정해지는 것으로, 1 층 이상이면 되지만, 조작성을 고려하면 100 층 정도가 상한이다. 또한, 분리막 유닛 (U) 의 길이가 길수록 적층 수량은 적어진다.

본 실시형태에서는 도 4 에 나타내는 바와 같이, 섬유 보강층 (25') 의 내부 또는 내측에는, 수지와 접착한 상태로 수지 시트 (24) 가 권회되어 있는 예를 나타낸다. 또, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 섬유포 (23a) 를 권회할 때에, 수지와의 박리성을 갖는 박리 시트 (26) 와 함께 귄회하여 두고, 수지의 경화 후에 박리 시트 (26) 의 계면을 박리하고, 박리한 부분을 절제하는 공정을 포함하는 예를 나타낸다.

이 실시형태에서는 도 2 에 나타내는 바와 같이, 연장된 섬유포 (23a) 상에 권회의 선단측으로부터 순서대로, 수지 시트 (24) 를 탑재한 부분, 수지 (25) 를 도포한 부분, 박리 시트 (26) 를 탑재한 부분, 핫 멜트 접착제 (27) 를 도포한 부분, 섬유포만으로 된 부분을 형성하여 둔다.

수지 (25) 를 도포한 부분은 섬유 보강층 (25') 의 강도가 충분히 얻어지도록 1 ∼ 5 바퀴 분 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 핫 멜트 접착제 (27) 는 마지막에 감기는 힘이 느슨해지지 않도록 핫 멜트 접착시키기 위해서 형성하여 두고, 폭 방향으로 도포하여 수지 경화까지의 임시 고정을 실시한다.

박리 시트 (26) 로는 수지와의 박리성을 갖는 것이면 어떠한 것이어도 되고, PE, PP, PET 등의 시트, 필름 이외에, 실리콘 수지, 불소 수지, 각종 이형제 등을 도포 등을 한 시트, 필름, 종이류 등을 들 수 있다. 박리 시트 (26) 는 1 바퀴 분 이상의 길이로 감겨 있는 것이 바람직하다. 수지 시트 (24) 는 섬유 보강층 (25') 수지와 접착시켜도 되고, 또한 수지 시트 (24) 에 점착제층을 형성하여 점착시켜도 된다.

수지 시트 (24) 로는 원통형 권회체 (R) 와의 밀착성이 양호하고, 추종성이 있는 것이 바람직하고, 예를 들어 PP, PE, 폴리염화비닐 (PVC), 폴리스티렌 (PS), 고무 등의 시트, 필름 등을 들 수 있다. 이와 같은 수지 시트 (24) 는 표시 라벨로서도 사용할 수 있다. 표시 라벨로서 사용하는 경우, 그 외주측에 표시용 인쇄 등이 부착되고, 약 1 바퀴 분이 감겨진다. 또, 표시 라벨은 폭 방향으로 대략 전체 폭에 걸쳐서 형성할 수 있다. 표시 라벨에는 제품명, 회사명, 적당한 디자인 등을 표시할 수 있다.

또한, 수지 시트 (24) 를 감는 경우에는, 권회체 표면 또는 섬유 보강층 (25') 의 표면 부근 중 어느 위치이어도 된다. 또, 섬유 보강층 (25') 은 감는 길이에 따라 다중층으로 할 수 있고, 그 경우에는 섬유 보강층 (25') 도중에 설치 할 수도 있다.

이와 같은 연장 부분에 대해, 권회의 후단측에 텐션을 가하면서, 원통형 권회체 (R) 를 감고, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 핫 멜트 접착시켜 경화 전의 막 엘리먼트를 얻는다. 이것을 이 상태에서 가열 등에 의해 경화시킨다. 경화시의 조건은 사용하는 수지나 접착제의 종류 등에 따라 적절히 설정된다.

분리막 유닛 (U ; 원통형 권회체 (R)) 의 수지 밀봉과 섬유 보강층 (25') 의 수지의 경화는 따로 따로 실시하여도 되는데, 본 발명에서는 분리막 유닛 (U ; 원통형 권회체 (R)) 의 수지 밀봉과 섬유 보강층 (25') 의 수지의 경화를 동시에 실시하는 것이 바람직하다. 그 경우, 양자의 수지로서 동종의 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 가열에 의한 경화 반응을 실시하는 데 있어서, 우레탄계 접착제, 에폭시계 접착제 등의 열강화성 수지를 함유하는 수지를 사용하는 것이 바람직하다.

수지의 경화 후에 박리 시트 (26) 의 계면을 박리하고, 박리한 부분을 절제 함으로써, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 보다 평탄한 외표면을 갖는 섬유 보강층 (25') 이 형성된 스파이럴형 막 엘리먼트가 얻어진다.

스파이럴형 막 엘리먼트는 수지 밀봉 후의 원통형 권회체 (R) 를, 축 방향의 길이를 조정하기 위해서 양단부의 트리밍 등을 실시해도 된다. 또한, 변형 (텔레스코프 등) 을 방지하기 위한 유공의 단부재나, 시일재, 보강재 등을 필요에 따라 형성할 수 있다.

[기타 실시형태]

(1) 전술한 실시형태에서는 1 장의 투과측 유로재가 외주측으로 연장된 섬유포를 갖는 예를 나타냈으나, 투과측 유로재가 외주측에 연결된 섬유포를 갖는 것이어도 된다. 그 경우, 투과측 유로재로서, 권회의 후단측에 연결된 섬유포를 가지고, 그 섬유포에 수지가 도포된 것을 사용하여 섬유 보강층이 형성된다.

섬유포를 투과측 유로재에 연결하는 경우, 수지로 이루어지는 섬유포 이외에, 유리 크로스 등의 유리 섬유포, 금속 메시 스크린 등의 금속 섬유포 등을 사용할 수도 있다. 또 그 경우, 연결된 섬유포의 두께는 0.1 ∼ 1㎜ 가 바람직하고, 0.2 ∼ 0.5㎜ 가 보다 바람직하다.

또한, 복수 장 (예를 들어 2 장 ∼ 리프 전체 장) 의 투과측 유로재가 외주측으로 연장 또는 연결된 섬유포를 가지고, 섬유 보강층을 형성하고 있어도 된다. 그 경우, 접착제 (4, 6) 를 도포할 때에, 연장 또는 연결된 섬유포에 수지를 도포하여, 적층 후에 권회를 실시하면 된다.

(2) 전술한 실시형태에서는 중심관에 고착된 투과측 유로재가 섬유포로 구성되고, 연장된 섬유포를 갖는 예를 나타냈으나, 중심관에 고착되어 있지 않은 투과측 유로에 대해, 섬유포를 연장 또는 연결하여 섬유 보강층을 형성하고 있어도 된다.

(3) 전술한 실시형태에서는 도 2 에 나타내는 바와 같이, 수지 시트 (24) 를 탑재한 부분, 수지 (25) 를 도포한 부분, 박리 시트 (26) 을 탑재한 부분, 핫 멜트 접착제 (27) 을 도포한 부분, 섬유포만으로 된 부분을 형성하여 두는 예를 나타냈는데, 본 발명에서는 수지 (25) 를 도포한 부분 이외에는 그 전부 또는 일부를 생 략할 수 있다.

(4) 전술한 실시형태에서는, 분리막 유닛을 제작할 때, 분리막을 둘로 접어 공급측 유로재를 사이에 두는 예를 나타냈는데, 연속하는 분리막을 사용하여, 이것을 번갈아 접어 공급측 유로재 및 투과측 유로재를 사이에 둘 수도 있다. 그 경우, 양단 밀봉부에 대해서만 투과측 유로재의 절제부를 형성하면 된다.

(5) 전술한 실시형태에서는 도 1 에 나타내는 바와 같이, 공급측 유로재 (2) 를 사이에 두도록 둘로 접은 분리막 (1) 상에, 투과측 유로재 (3) 를 중첩하고, 접착제 (4, 6) 을 도포하는 예로 설명했는데, 본 발명에서는 투과측 유로재 (3) 상에 둘로 접은 분리막 (1) 을 중첩하고, 그 위에 접착제 (4, 6) 을 도포할 수도 있다.

(6) 전술한 실시형태에서는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 복수의 분리막 유닛 (U) 를 사용하여, 복수의 막 리프를 구비하는 스파이럴형 막 엘리먼트를 제조하는 예를 나타냈는데, 본 발명에서는 1 쌍의 분리막 유닛 (U) 를 사용하여, 1 장의 막 리프를 구비하는 스파이럴형 막 엘리먼트를 제조해도 된다. 그 경우, 사용하는 1 장의 투과측 유로재가 외주측으로 연장 또는 연결된 섬유포를 갖는 것이 된다.

이하, 본 발명의 구성과 효과를 구체적으로 나타내는 실시예 등에 대해 설명한다.

실시예 1

먼저, 닛토 덴코 제조 RO 막 ES20 과 두께 0.7㎜ 의 PP 제 공급측 유로재로 이루어지는 막 리프 유닛을 준비하였다. 이어서, 직경 32㎜ 의 PPE 제 중공 형 상 중심관에 두께 0.3㎜ 의 PET 제 투과측 유로재의 선단을 고정시키고, 투과측 유로재 상에 막 리프 유닛을 밀봉부에 맞닿는 부분에서 폴리우레탄 수지를 도포하면서 적재하였다.

이어서, 중공 형상 중심관을 축으로 회전시켜, 텐션을 가하면서 적재한 막 리프 유닛을 감았다. 막 리프 유닛을 감은 후, 계속하여 표시용 수지 시트를 권회체 원주 길이에 해당되는 길이로 감았다. 이어서, 수지 시트 후방의 투과측 유로재에 권회체 원주 길이에 해당되는 길이로 폴리우레탄 수지를 일면에 함침시켜 확산되도록 도포하고, 계속하여 감았다.

계속하여, 섬유 보강 수지의 외측을 박리 시트가 완전하게 덮도록 박리 시트를 투과측 유로재에 두고 감았다. 박리 시트가 감긴 직후의 부분에, 핫 멜트 수지를 폭 방향으로 도포하여, 감은 권회체가 느슨해지지 않도록 임시 고정시켰다.

수지 경화 후, 박리 시트의 외층을 절개하여 박리 시트를 벗겨 제거하고, 스파이럴형 막 엘리먼트를 제조하였다. 막 엘리먼트의 외표면은 평활해져, 섬유 보강층 내부의 표시용 수지 시트의 표시를 충분히 시인할 수 있었다. 또, 섬유 보강층으로서, 실제의 운전에 충분히 견딜 수 있을 만큼의 강도를 나타내고 있었다.

실시예 2

실시예 1 에 있어서, 밀봉부의 접착제로서 틱소트로피성을 갖는 접착제 (폴리우레탄 수지, 폴리우레탄과 폴리이소시아네이트를 혼합하는 2 액성 접착제) 를 사용하고, 투과측 유로재에 도포하는 수지로서 저점도의 에폭시 수지 (비스페놀 A 형 에폭시 수지와 폴리아미드아민을 혼합하는 2 액 경화성 수지) 를 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 스파이럴형 막 엘리먼트를 제조하였다. 또한, 접착제의 점도와 상기 수지의 점도는, BH 형 점도계로 #6 로터를 사용하여, 20rpm 의 조건에서 각각 28000mPa·s 와 2000mPa·s 인 것을 사용하였다.

접착제의 도포시 및 권회 후의 정지 상태에서는, 접착제가 유동하지 않고 형태가 유지되어 있으며, 권회시에는 틱소트로피성에 의해 수지의 결락이 없는 밀봉부를 형성할 수 있었다. 또, 얻어진 막 엘리먼트의 외표면은 평활해지고, 수지의 함침성이 양호하고 투명성이 향상되어, 섬유 보강층 내부의 표시용 수지 시트의 표시를 보다 선명히 시인할 수 있었다. 또, 섬유 보강층으로서 실제의 운전에 충분히 견딜 수 있을 만큼의 강도를 나타내고 있었다.

Claims

분리막과 공급측 유로재와 투과측 유로재가 적층 상태로 유공의 중심관 주위에 스파이럴 형상으로 권회된 원통형 권회체를 구비함과 함께, 공급측 유체와 투과측 유체의 혼합을 방지하기 위한 밀봉부가 형성되어 있는 스파이럴형 막 엘리먼트에 있어서,

적어도 1 장의 투과측 유로재가 외주측으로 연장 또는 연결된 섬유포를 가지고, 그 섬유포가 상기 원통형 권회체의 외주에 권회되고, 또한 수지가 함침 경화된 섬유 보강층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스파이럴형 막 엘리먼트.
제 1 항에 있어서,

상기 섬유 보강층의 내부 또는 내측에는, 수지 시트가 권회되어 있는 스파이럴형 막 엘리먼트.
분리막과 공급측 유로재와 투과측 유로재를 적층 상태로 유공의 중심관 주위에 스파이럴 형상으로 권회하여 원통형 권회체를 형성하는 공정과, 공급측 유체와 투과측 유체의 혼합을 방지하기 위한 밀봉부를 형성하는 공정을 구비하는 스파이럴형 막 엘리먼트의 제조 방법에 있어서,

상기 투과측 유로재 중 적어도 1 장의 투과측 유로재로서, 권회의 후단측으로 연장 또는 연결된 섬유포를 가지고, 그 섬유포에 수지가 도포된 것을 사용하여 상기 원통형 권회체를 형성할 때에, 상기 섬유포를 상기 원통형 권회체의 외주에 권회한 후, 상기 수지를 경화시키는 것을 특징으로 하는 스파이럴형 막 엘리먼트의 제조 방법.
제 3 항에 있어서,

상기 섬유포를 권회할 때에, 상기 수지와의 박리성을 갖는 박리 시트와 함께 귄회하여 두고, 상기 수지의 경화 후에 상기 박리 시트의 계면을 박리하고, 박리한 부분을 절제하는 공정을 포함하는 스파이럴형 막 엘리먼트의 제조 방법.
제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,

상기 밀봉부를 형성할 때에 틱소트로피 (thixotropy) 성을 갖는 접착제를 사용하고, 상기 섬유포에 도포하는 수지로서 상기 접착제보다 저점도의 수지를 사용하는 스파이럴형 막 엘리먼트의 제조 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 접착제의 점도가 BH 형 점도계로 #6 로터를 사용하여, 20rpm 의 조건에서 5000 ∼ 100000mPa·s 이고, 상기 섬유포에 도포하는 수지의 점도가 동일한 조건에서 100 ∼ 10000mPa·s 인 스파이럴형 막 엘리먼트의 제조 방법.